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2023 年度 実績報告書

核酸医薬密生型キャリアフリーDDSを活用したナノ粒子点眼薬の開発

研究課題

研究課題/領域番号 21K12690
研究機関東京理科大学

研究代表者

秋山 好嗣  東京理科大学, 教養教育研究院葛飾キャンパス教養部, 准教授 (40640842)

研究分担者 菊池 明彦  東京理科大学, 先進工学部マテリアル創成工学科, 教授 (40266820)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワードキャリアフリーDDS / DNA密生層 / 自己崩壊性高分子 / コンビネーション治療 / ナノ粒子点眼薬
研究実績の概要

本研究課題は、核酸医薬密生型キャリアフリーDDS製剤の眼科製剤への応用を可能にする基盤技術の確立を目的としている。そのため、核酸医薬からなる密生層の内核を刺激応答型の自己崩壊性高分子や金ナノ粒子をモデルとした構造設計を推進してきた。最終年度は、以下の2課題(aとb)を実施した。

(a)還元環境で自己崩壊を誘起するDNA密生型ナノ構造体の精密設計:
今年度は、細胞内における選択的な核酸放出を目指し、ジスルフィド誘導体を末端に有する自己崩壊性ポリ(カルバメート)-DNAコンジュゲートからなる還元応答性DNA密生型ナノ構造体の自己崩壊挙動を動的光散乱(DLS)により評価した。ナノ構造体にDTTを加え、50℃で2週間静置した。DTT処理前に観察されていた110 nm程度の構造体に由来するヒストグラムは観察されなかった。一方、流体力学径が10 nm程度の会合体をDLS測定により観察した。また、同時に大きな凝集体も含まれていることがわかった。DTT処理を室温(20-25℃)で行った場合は、2週間後のDLSのヒストグラムは自己組織化直後と同様な粒径(約110 nm)を示した。以上より、新規設計により、ナノ構造体は50℃に静置することで、PC誘導体の部分的な自己崩壊反応に伴ったDNAリリースの進行が示唆された。
(b)ガラクトース突出型DNA修飾金ナノ粒子を用いるがん関連酵素の目視活性評価:
ガラクトース誘導体を表層部に導入した二重鎖DNA担持金ナノ粒子を作製した。得られた糖突出型ナノ粒子が著しく高いコロイド分散性を示すことを見出した。これを利用して腫瘍マーカーとして知られるβ-ガラクトシダーゼの酵素活性の目視アッセイを試みたところ、β-グルクロニダーゼとは異なる色調変化を示した。β-ガラクトシダーゼの特異的な酵素活性の目視検出を実証した。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2023

すべて 学会発表 (9件) (うち国際学会 2件)

  • [学会発表] Construction of reduction-responsive DNA-based nanostructures from DNA-poly(carbamate) conjugates with self-immolative fragmentation ability2023

    • 著者名/発表者名
      Ren Ishiyama, Syuuhei Komatsu, Akihiko Kikuchi, Yoshitsugu Akiyama
    • 学会等名
      第72回高分子学会年次大会
  • [学会発表] 二重鎖DNA修飾金ナノ粒子の表層部に導入したアルキル鎖長がコロイド分散性に与える影響2023

    • 著者名/発表者名
      福森泰地, 高橋雄大, 石山蓮, 小松周平, 宝田徹, 前田瑞夫, 池田舞香, 荻野聖, 安藤格士, 菊池明彦, 秋山好嗣 (11) 代表発表者名 (登壇者名)
    • 学会等名
      第72回高分子学会年次大会
  • [学会発表] 細胞内還元環境での自己崩壊を可能にする短鎖DNA密生型ナノ構造体の作製2023

    • 著者名/発表者名
      石山蓮, 小松周平, 菊池明彦, 秋山好嗣
    • 学会等名
      第39回日本DDS学会学術集会
  • [学会発表] 腫瘍マーカーの簡易分析を指向した糖突出型DNA修飾金ナノ粒子の作製2023

    • 著者名/発表者名
      福森泰地, 高橋雄大, 石山蓮, 小松周平, 宝田徹, 前田瑞夫, 菊池明彦, 秋山好嗣
    • 学会等名
      第39回日本DDS学会学術集会
  • [学会発表] 還元応答性 DNA密生型ナノ構造体の自己崩壊挙動2023

    • 著者名/発表者名
      石山 蓮, 小松 周平, 菊池 明彦, 秋山 好嗣
    • 学会等名
      第72回高分子討論会
  • [学会発表] 糖突出型DNA修飾金ナノ粒子による腫瘍マーカーの目視酵素活性評価2023

    • 著者名/発表者名
      福森泰地, 高橋雄大, 石山蓮, 小松周平, 宝田徹, 前田瑞夫, 菊池明彦, 秋山好嗣
    • 学会等名
      第45回日本バイオマテリアル学会大会
  • [学会発表] 還元応答性DNA密生型ナノ構造体の作製と自己崩壊挙動の特性評価2023

    • 著者名/発表者名
      石山蓮, 福森泰地, 小松周平, 菊池明彦, 秋山好嗣
    • 学会等名
      第45回日本バイオマテリアル学会大会
  • [学会発表] Reduction-responsive DNA-based nanostructures with self-immolative poly(carbamate) derivatives as a core material2023

    • 著者名/発表者名
      Ren Ishiyama, Taichi Fukumori, Syuuhei Komatsu, Akihiko Kikuchi, Yoshitsugu Akiyama
    • 学会等名
      6th G'L'owing Polymer Symposium in Kanto (GPS-K 2023)
    • 国際学会
  • [学会発表] Colorimetric assay of b-galactosidase activity using sugar-protruding double-stranded DNA-functionalized gold nanoparticles2023

    • 著者名/発表者名
      Taichi Fukumori, Yudai Takahashi, Ren Ishiyama, Syuuhei Komatsu, Tohru Takarada, Mizuo Maeda, Akihiko Kikuchi, Yoshitsugu Akiyama
    • 学会等名
      6th G'L'owing Polymer Symposium in Kanto (GPS-K 2023)
    • 国際学会

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公開日: 2024-12-25  

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